DE3306476A1

DE3306476A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung von granulaten

Info

Publication number: DE3306476A1
Application number: DE19833306476
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. 1000 Berlin Bender; Hans-Jürgen Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 8520 Erlangen Booß
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-08-23

Description

Verfahren und Vorrichtunq zur Prüfung von Granulaten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung von Granulaten, die für die Extrusion einer Isolierung für elektrische und/oder optische Kabel und Leitungen vorgesehen sind.
In der Kabel- und Leitungstechnik werden in großem Umfang Gemische von Kunststoffen sowie Gemische von Kunststoffen mit großen Anteilen an Füllstoffen,#Extendern, Weichmachern sowie kleinen Anteilen von Antioxidantien, Beschleunigern, Farbstsoffen u. a. Additiven verwendet. Die Kabel- und Leitungstechnik stellt diese Gemische meist selbst her und setzt dann das Zwischenprodukt in Form von Granulat zur eigentlichen Ummantelung ein. Die Erfindung bezieht sich auf die Prüfung dieses Zwischenproduktes (Granulat).
Für den Verarbeiter des Granulates ist wichtig, ein Produkt zu erhalten, in dem die Bestandteile des Gemisches gleichmäßig verteilt sind und ein gleichmäßiger Aufbereitungszustand erreicht ist; denn die homogene Verteilung der Mischungsbestandteile ist eine der Voraussetzungen für eine gleichbleibende Qualität der daraus hergestellten Produkte, in diesem Fall von Aderisolierungen und Mänteln. Neben der gleichmäßigen Verteilung ist ferner eine gute Benetzung, in bestimmten Fällen (PVC) auch eine Durchdringung des Polymeren durch Quellung (Gelierung) erforderlich, um Endprodukte von gleichmäßiger und hoher Qualität zu erhalten.
Durch die Prüfung dieser Eigenschaften soll dieses Ziel erreicht werden.
Da Mischungen mit ungenügenden Eigenschaften hinsichtlich homogener Verteilung und Benetzung oft erneut aufbereitet werden müssen, ist es die Aufgabe der Erfindung, durch eine Vorverlegung des Prüfvorganges die erneute Aufbereitung einer Mischung zu verhindern bzw. auf einen kleinen Teil der Mischung zu beschränken.
Die Granulatprüfung erfolgte bislang im Anschluß an den Aufbereitungsvorgang. Die eingesetzten Prüfmethoden, wie Schüttgewicht, Dichtemessung, Brabenderplastogramm oder Kapillarviskosimetrie bzw. Meßextrusion, sind zeitaufwendig, teilweise unzureichend und bieten nur Einzelwerte, die erst zusammengefaßt eine Aussage ermöglichen. Diese Zusammenfassung kann aber nur zeitlich versetzt erfolgen, so daß erhebliche Fehlmengen in der Zwischenzeit produziert bzw.
sogar ausgeliefert werden, ohne daß ein entsprechender Eingriff erfolgt.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag soll die Granulatprüfung in den Verfahrensablauf der Aufbereitung einbezogen werden. Dabei werden Prüfverfahren eingesetzt, die an sich bekannt sind, deren Meßwerte aber neu zugeordnet werden und damit zeitverkürzte Bewertungen des Aufbereitungsvorganges zulassen.
Diese genannte Aufgabe wird# gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß entweder aus der Austrittsleitung einer zur Granulataufbereitung dienenden Aufbereitungsanlage oder aus der Zuleitung zu einem Verarbeitungsextruders ein kleiner Anteil des für die Kabelisolierungen dienenden Granulats abgezweigt und einem Meßextruder zugeführt wird, in bzw.
unmittelbar hinter dem am geschmolzenen nicht homogenisierte Granulat Druck und Druckschwankungen sowie Zugkraft und Zugkraftschwankungen gemessen und unmittelbar ausgewertet werden.
Dadurch wird erreicht, daß die Prüfung so frühzeitig erfolgt, daß eine Prozeßveränderung nahezu in statu nascendi erkannt wird und der Prozeß unmittelbar danach korrigiert werden kann. Erfolgt ausnahmsweise eine Prozeßveränderung so stark, daß nicht rechtzeitig gegengesteuert werden kann, bleibt immerhin die Möglichkeit zur sofortigen Aussonderung des fehlerhaften oder schlecht verarbeitbaren Granulates. Damit werden Fertigungsstörungen in der Endverarbeitung (Extrusion) vermieden. Das Erkennen einer Prozeßveränderung führt außerdem dazu, daß die Toleranzbreite der Aufbereitung eingeengt werden kann und die Qualität damit insgesamt besser wird.
Die bei der neuen Überwachung der Cranulataufbereitung eingesetzten Prüfverfahren sind an sich bekannt ( R. Schnabel, K. Meissner, Plaste und Kautschuk 27 (1980), S. 561/564; W. Bauer, FI.J. ~Booss, Kautschuk und Gummi, 35 #(1982) S.1053/4), deren Meßwerte aber neu zugeordnet werden und damit zeitverkürzte Bewertungen des Aufbereitungsvorganges zulassen.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird man entweder in der Austrittsleitung einer zur Granulataufbereitung dienenden Aufbereitungsanlage oder in der Zuleitung zu einem Verarbeitungsextruder eine Abzweigung anordnen, die mit einem Meßextruder verbunden ist. Dabei wird eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der an der Anschlußstelle der Abzweigleitung in der Hauptleitung ein Prallblech angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Schemabild für eine mögliche Anordnung eines Meßextruders, Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1 und Fig. 3 als Einzelheit die Ausbildung der Abzweigstelle.
Die in Figur 1 dargestellte Aufbereitungsanlage 10 für eine für die Kabelisolierung vorgesehene Kunststoffmischung ist durch eine Förderleitung 15 mit einer Abfüllstation, z. B.
einer Siloanlage, wie sie in Figur 2 bezeichnet ist, oder mit einem Verarbeitungsextruder, wie in Figur 2 (BZ 31) dargestellt, verbunden. An diese Förderleitung ist eine Abzweigleitung 16 angebracht, die z. B. gemäß Figur 3 mit Hilfe eines Prall bleches 17 als Staustelle der Haupt- oder Förderleitung 15 ausgebildet ist. Das abgezweigte ~Granulat 11 (Figur 3) fließt über die Abzweigleitung 16 einem Meßextruder 20 zu, der so ausgerüstet ist und so betrieben.-wird, daß eine an sich übliche Nachhomogenisierung des zu prüfenden Materials unterbleibt. Zu diesem Zweck ist die Gangtiefe der Extruderschnecke im Einzugsbereich so ausgebildet, daß die Schnecke eine geringe Kompression bewirkt. Die übliche Lochplatte zur Homogenisierung ist nicht vorhanden. Die Meßdüse 21 des Meßextruders weist einen kleinen Durchmesser von etwa 3 mm auf und ist außerdem extrem kurz (nur etwa 1 mm lang).
Als Meßkriterien für die Qualität der Granulatschmelze dienen.
a) der Druck vor der Meßdüse b) die Schwankungsbreite des dort gemessenen Druckes c) eine Kraftmessung an dem Schmelzestrang 22, der aus der Meßdüse 21 austritt und unter einem Winkel von 45° mit einer definierten Geschwindigkeit vor einem entsprechenden Prüfgerät 23 gedehnt wird d) die Messung der Schwankungen der gemäß c) gemessenen Kraft.
Die so ermittelten Meßwerte werden mit geeigneten Schreibern aufgezeichnet und einzeln oder auch verknüpft zur Beurteilung der Qualität der Granulatschmelze herangezogen.
Figur 2 zeigt schematisch eine Siloanlage 30, die mehrere Verarbeitungsextruder 31 (nur einer dargestellt) über vorgeschaltete trichterartige Vorratsbehälter 32 versorgt. An die Förderleitung 15 ist wiederum in Form einer Staustelle (Figur 3) eine Abzweigleitung 16 angeschlossen. Das gestaute Granulat 11 fließt über die relativ kurz gehaltene Abzweigleitung 16 zum Meßextruder 20 (Figur 1). Die Prüfung der Granulatschmelze erfolgt auch hier durch eine oder mehrere der in der Beschreibung zu Figur 1 genannten Meßmethoden.
Werden bei dieser Prüfung Meßwerte gefunden, die eine Weiterverarbeitung des Granulats ausschließen, wird der Transport des Granulats in den Vorratstrichter 32 des Verarbeitungsextruders 31 unterbrochen.
Schließlich zeigt Figur 3 als Einzelheit die Ausbildung der Staustelle in der Förderleitung 15. Unmittelbar oberhalb der angesetzten, nach unten weisenden Abzweigleitung 16 ist im Hauptrohr, d. h. in der Förderleitung 15 ein Prallblech 17 angeordnet, das einen Teil des geförderten Granulats 11 in die Abzweigleitung hineingelangen läßt.
3 Figuren 3 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Prüfung von Granulaten, die für die Extrusion einer Isolierung für elektrische und/oder optische Kabel und Leitungen vorgesehen sind , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß entweder aus der Austrittsleitung (15) einer zur Granulataufbereitung dienenden Aufbereitungsanlage (10) oder aus der Zuleitung (15) zu einem Verarbeitungsextruder (31) ein kleiner Anteil des für Kabelisolierungen dienenden Granulats (11) abgezweigt und einem Meßextruder (20) zugeführt wird, in bzw. unmittelbar hinter dem am geschmolzenen nicht homogenisierten Granulat Druck und Druckschwankungen sowie Zugkraft und Zugkraftschwankungen gemessen und unmittelbar ausgewertet werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß entweder in der Austrittsleitung (15) einer zur Granulataufbereitung dienenden Aufbereitungsanlage (10) oder in der Zuleitung (15) zu einem Verarbeitungsextruder (31) eine Abzweigleitung (16) angeordnet ist, die mit einem Meßextruder (20) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , da d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an der Abzweigstelle in der Hauptleitung (15) ein Prallblech (17) angeordnet ist.